(57)【要約】【課題】金属ベルトやチェーンとプーリー間の摩擦係数を著しく向上させ、長期に亘ってこの高い摩擦係数を維持でき、かつクラッチ板の目詰まりを引き起こすことのない無段変速機油組成物を提供する。【解決手段】潤滑油基油と、（Ａ）下記の一般式（１）で表される少なくとも１種のリン系化合物を０．１〜３．０質量％、（Ｂ）ホウ素を含有するコハク酸イミド系分散剤を少なくとも０．５質量％、及び（Ｃ）アルカリ土類金属系清浄剤を少なくとも０．１質量％を含有し、ブロックオンリング試験での滑り速度１ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数（μ１）が０．１２５以上、且つ０．０７５ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数との比（μ０．０７５／μ１）が１．１０以下になる。なお、一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ個別に炭素数が１〜３０のヒドロカルビル基、又は水素原子を示し、Ｘは酸素原子又は硫黄原子を表す。【化１】 2007217596.tif 000010 【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要量の潤滑油基油と、
（Ａ）下記の一般式（１）で表される少なくとも１種のリン系化合物を組成物全量基準で０．１〜３．０質量％、
（Ｂ）ホウ素を含有するコハク酸イミド系分散剤を組成物全量基準で少なくとも０．５質量％、及び
（Ｃ）アルカリ土類金属系清浄剤を組成物全量基準で少なくとも０．１質量％を含有し、
ブロックオンリング試験（ＬＦＷ−１）での滑り速度１ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数（μ１）が０．１２５以上、且つμ１と０．０７５ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数（μ０．０７５）との比（μ０．０７５／μ１）が１．１０以下になることを特徴とする無段変速機油組成物。
【化１】
2007217596.tif 000009
（一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ個別に炭素数が１〜３０のヒドロカルビル基、又は水素原子を示し、Ｘは酸素原子又は硫黄原子を表す。）
【請求項２】
上記（Ｃ）成分のアルカリ土類金属系清浄剤が、２００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの全塩基価を有する過塩基性のものであることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機油組成物。
【請求項３】
上記（Ｃ）成分のアルカリ土類金属系清浄剤のアルカリ土類金属が、カルシウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機油組成物に関し、特には、金属ベルト式又は金属チェーン式等の無段変速機におけるベルトやチェーンとプーリー間の摩擦特性に優れた潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属ベルト式又は金属チェーン式の無段変速機はエンジンの燃焼効率の良い領域を選択的に使用できることから、省燃費性に優れた変速機として脚光を浴びており、特に、近年は金属ベルト式無段変速機を搭載する車種が増加している。このタイプの変速機は、金属ベルト又は金属チェーンと金属製プーリー間の摩擦によりトルクを伝達し、またプーリーの半径比を変えることにより変速を行う機構からなっている。したがって、金属ベルト式又は金属チェーン式の無段変速機に使用される潤滑油には、伝達トルク容量を向上させるために金属間での摩擦係数の高いものが求められている。
【０００３】
金属間の摩擦係数を向上させるために、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を配合する方法が提案されていたが（非特許文献１）、ジアルキルジチオリン酸亜鉛は使用にともない消耗され、金属間摩擦係数が低下してしまう問題があった。また最近のベルト式無段変速機においては湿式クラッチを組み合わせたものがあり、ジアルキルジチオリン酸亜鉛の劣化成分はクラッチ板の目詰まりを引き起し、その機能を損なわせるという問題があった。
【０００４】
このために、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含まない無段変速機油として、Caサリシレート、リン系摩耗防止剤、摩擦調整剤及び分散型粘度指数向上剤を配合するもの（特許文献１）、ポリイソブテニルサクシンイミド無灰分散剤、有機ホスフィット、カルシウム過塩基性フェナート清浄剤、サクシンイミド、エトキシル化アミンを含む摩擦改良剤及び長鎖カルボン酸の一級アミドを配合するもの（特許文献２）、特定の鉱油系潤滑油基油にリン系化合物及び無灰分散剤としてホウ素変性コハク酸イミドを配合するもの（特許文献３）、特定のリン系化合物及び無灰分散剤としてホウ素変性コハク酸イミドを配合するもの（特許文献４）、ホウ素含有コハク酸イミド系無灰分散剤を配合するもの（特許文献５）等が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記変速機油では、高出力のエンジン動力を伝達するためには、摩擦係数が不足であり、さらなる改善が要望されている。
【特許文献１】特開２０００−３５５６９５号公報
【特許文献２】特開２０００−３３６３８６号公報
【特許文献３】特開２０００−１０９８７５号公報
【特許文献４】特開２０００−１０９８７２号公報
【特許文献５】特開２０００−１０９８６７号公報
【非特許文献１】馬渕  他  「ベルトCVTの伝達トルク向上に対するCVTF添加剤ZnDTPの効果（第１報）」（社）日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集（東京1998-5）  p.511
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、本発明の目的は金属ベルトやチェーンとプーリー間の摩擦係数を著しく向上させ、長期に亘ってこの高い摩擦係数を維持でき、かつクラッチ板の目詰まりを引き起こすことのない無段変速機油組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は主要量の潤滑油基油と、（Ａ）下記の一般式（１）で表される少なくとも１種のリン系化合物を組成物全量基準で０．１〜３．０質量％、（Ｂ）ホウ素を含有するコハク酸イミド系分散剤を組成物全量基準で少なくとも０．５質量％、及び（Ｃ）アルカリ土類金属系清浄剤を組成物全量基準で少なくとも０．１質量％を含有し、ブロックオンリング試験での滑り速度１ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数（μ１）が０．１２５以上、且つ０．０７５ｍ／ｓにおける金属間摩擦係数との比（μ０．０７５／μ１）が１．１０以下になることを特徴とする無段変速機油組成物である。
【０００８】
【化２】
2007217596.tif 000002
【０００９】
（一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ個別に炭素数が１〜３０のヒドロカルビル基、又は水素原子を示し、Ｘは酸素原子又は硫黄原子を表す。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、特定のリン系化合物にアルカリ土類金属系清浄剤、及びホウ素含有コハク酸イミド系分散剤を配合したため、金属ベルトやチェーンとプーリー間の摩擦係数を著しく向上させ、長期に亘ってこの高い摩擦係数を維持でき、かつクラッチ板の目詰まりを引き起こすことがない等の格別の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔潤滑油基油〕
本発明の潤滑油基油としては、通常の潤滑油の基油として用いられている鉱油系及び／又は合成油系を用いることができる。潤滑油基油は、組成物（すなわち無段変速機油組成物）全量基準で通常多くとも９８質量％、好ましくは９８〜６２質量％が配合される。これら潤滑油基油の動粘度は、無段変速機の種類に合わせて適宜選定すればよい。
【００１２】
潤滑油基油には、粘度指数向上剤を潤滑油基油に含有させてもよい。粘度指数向上剤としては、具体的には、各種メタクリル酸エステルから選ばれる１種又は２種以上のモノマーの共重合体若しくはその水添物等のいわゆる非分散型粘度指数向上剤、又はさらに窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させた、いわゆる分散型粘度指数向上剤、さらには非分散型又は分散型エチレン-α-オレフィン共重合体及びその水素化物、ポリイソブチレン及びその水添物、スチレン-ジエン水素化共重合体、スチレン-無水マレイン酸エステル共重合体及びポリアルキルスチレン等、一般の潤滑油で粘度指数向上剤として使用されているものを用いることができる。これらの粘度指数向上剤の中から適宜選定した１種類あるいは２種類以上の化合物を、任意量、含有させることができるが、通常、その量は、組成物全量基準で１〜２０質量％の範囲で選定することが好ましい。粘度指数向上剤を含めた潤滑油基油の１００℃における動粘度は４〜１０ｍｍ２／s、特には５〜９ｍｍ２／sが好ましく、また粘度指数は１２０以上、特には１４０以上が好ましい。
【００１３】
鉱油としては、例えば、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱瀝、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱蝋、接触脱蝋、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理等を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の潤滑油基油や溶剤脱蝋で得たワックスを異性化、脱蝋して得られる潤滑油基油が使用できる。鉱油系基油の動粘度は、通常、１００℃における動粘度が、好ましくは２〜７ｍｍ２／s、より好ましくは３〜５ｍｍ２／sの範囲から選定するとよい。粘度指数は８０以上、特には１００以上が好ましい。
【００１４】
合成油系基油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン（１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンオリゴマー等）及びその水素化物、イソブテンオリゴマー及びその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル、ポリオールエステル、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、並びにポリフェニルエーテル等が好適に使用できる。
【００１５】
〔リン系化合物〕
本発明のリン系化合物は、下記一般式（１）に示した化合物を少なくとも１種類含有する。該リン系化合物は一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の官能基がヒドロカルビル基又は水素原子である化合物である。ただし、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が全て水素ではない。ヒドロカルビル基としてはアルキル基、アリール基、アルキルアリール基等が例として挙げられ、炭素数は１〜３０、好ましくは１〜２０、特に好ましくは３〜９である。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一であってもよいし、１個が他の２個と異なってもよいし、各々が異なってもよく、またＸは酸素原子、又は硫黄原子を示す。特に本発明のリン系化合物としては、ジアルキルホスフェート、ジアリールホスフェート、トリアリールホスフェート及びこれらの混合物等が好適である。
【００１６】
【化３】
2007217596.tif 000003
【００１７】
このリン系化合物は、組成物全量基準で０．１〜３．０質量％、好ましくは０．１〜１．０質量％配合する。リン系化合物に含まれるリン元素重量としては、組成物全量基準で＿１００〜３０００質量ｐｐｍ、特には１００〜１０００質量ｐｐｍ配合することが好ましい。この範囲より少ないと金属間摩擦係数の向上作用が小さく、摩耗防止性も不十分である。一方、この範囲を超えると材料適合性が悪化する。
【００１８】
〔コハク酸イミド系分散剤〕
本発明に用いるコハク酸イミド系分散剤は、コハク酸イミド化合物を主成分とするものであり、このようなコハク酸イミド化合物は、イミド化に際してポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した下記一般式（２）のような、いわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した下記一般式（３）のような、いわゆるビスタイプのコハク酸イミドがあるが、本発明においては、モノタイプ及びビスタイプのコハク酸イミドのいずれも使用可能であり、またモノタイプとビスタイプを混合して使用することもできる。
【００１９】
【化４】
2007217596.tif 000004
【００２０】
【化５】
2007217596.tif 000005
【００２１】
なお、上記一般式（２）及び（３）中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、それぞれ個別にアルキル基又はアルケニル基を示し、ａは１〜１０、好ましくは２〜５の整数、ｂは１〜１０、好ましくは２〜５の整数を示す。
【００２２】
上記コハク酸イミドは、ホウ素を含有しているものである。好ましくはコハク酸イミド化合物中に少なくとも０．１質量％ホウ素（ホウ素元素質量として）を含有しているものである。この種のコハク酸イミド系分散剤は、ギヤ油、金属加工油、作動油、自動変速機油などの各種潤滑油に使用されている無灰分散剤として市販されているので、このうちから、上記性状を有する化合物を選定するとよい。このコハク酸イミド系分散剤の含有量は、組成物全量基準で少なくとも０．５質量％、特には０．５〜１０．０質量％が好ましい。且つ全組成物中のホウ素量がホウ素元素質量として少なくとも５０質量ｐｐｍ、特に好ましくは５０〜２０００質量ｐｐｍ配合することにより、摩擦係数の著しい向上を図ることができる。
【００２３】
〔アルカリ土類金属系清浄剤〕
本発明に用いるアルカリ土類金属系清浄剤は、潤滑油劣化時の無段変速機におけるベルト又はチェーンとプーリー間の摩擦係数の滑り速度依存性を低減し、金属間摩擦特性を向上させることを可能する。このアルカリ土類金属系清浄剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属を含有するものを用いる。例えば、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレートの中から選ばれる１種又は２種以上のアルカリ土類金属系清浄剤等、一般の潤滑油で金属系清浄剤として使用されているものを用いることができる。この中でもとりわけ高い全塩基価（ＴＢＮ）を有する、いわゆる過塩基性の金属系清浄剤が金属間摩擦係数の向上効果が大きく、具体的にはＴＢＮが２００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇのもの、特には２５０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好適である。
【００２４】
これらの金属系清浄剤は、組成物全量基準で少なくとも０．１質量％、好ましくは０．１〜３．０質量％の範囲で配合することにより摩擦係数の著しい向上を図ることができる。この範囲で配合してあれば、潤滑油劣化時でも金属間摩擦係数の向上作用を維持でき、潤滑油の酸化安定性を損なうことはない。
【００２５】
〔ジアルキルジチオリン酸亜鉛〕
本発明においては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を実質的に配合しないものである。なお、ここで、実質的に含有しないとは、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を全く含有しないか、又は含有しても、潤滑油劣化時にクラッチ板の目詰まりを引き起こし、その機能を損なわせることがない量以下、具体的には組成物全量基準で亜鉛元素量として０．００１質量％以下であることを意味しているが、全く含有しないことがより好ましい。
【００２６】
〔他の添加剤〕
本発明の無段変速機油組成物には、上記添加剤以外に、更に酸化防止剤、流動点降下剤、摩擦調整剤等を配合することができる。
【００２７】
酸化防止剤としては、フェノール系化合物やアミン系化合物等、潤滑油に一般的に使用されているものであれば特に使用することに支障はない。具体的には、２-６-ジ-tert-ブチル-４-メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン-４,４-ビスフェノール（２,６-ジ-tert-ブチル-４-メチルフェノール）等のビスフェノール類、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、（３,５-ジ-tert-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）脂肪酸（プロピオン酸等）と１価又は多価アルコール、例えばメタノール、オクタデカノール、１,６-ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル等が好適である。これらの酸化防止剤の中から適宜選定した１種類又は２種類以上の化合物を、含有させることができるが、通常その量は組成物全量基準で０．１〜２質量％の範囲で選定とすることが好ましい。
【００２８】
摩擦調整剤としては、潤滑油用の摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であるが、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数６〜３０の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、アミン化合物、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩等が挙げられる。これらの摩擦調整剤の中から適宜選定した１種類或いは２種類以上の化合物を、任意量、含有させることができるが、通常その量は組成物全量基準で０．１〜２質量％の範囲で選定することが好ましい。
【００２９】
〔無段変速機油〕
無段変速機油組成物のベルト−プーリー間の金属間摩擦係数μは、ブロックオンリング試験機（ＬＦＷ−１）によって机上で精度良く評価できる。この試験において、摩耗量を極力減らした上で、高速側のμが高く、低速側のμが低い油が無段変速機油として優れていると判断される。しかし各滑り速度における個々の摩擦係数は判断できるものの、滑り速度の変化によるμの変化の度合いを示したパラメータは存在しなかった。そこでこの判断の指標として、ＬＦＷ−１にて再現性が高い中で最低速度条件である０．０７５ｍ／ｓのμ（μ０．０７５）と、この試験にて最高速度条件である１．０ｍ／ｓのμ（μ１）との比（μ０．０７５／μ１）を新たに定義し、この値とμ１を組成物間で比較した。つまりμ１が高く、且つμ０．０７５／μ１が低い組成物ほど無段変速機油として好適であると言える。本発明によれば、無段変速機油のμ１が０．１２５以上さらには０．１３０以上、且つμ０．０７５／μ１が１．１０以下とすることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に制限されるものではない。
【００３１】
〔無段変速機油組成物の調製〕
下記の潤滑油基油及び添加剤を用いて、実施例１〜６及び比較例１〜１０の無段変速機油組成物を、表１〜３の上部に示す配合割合（添加量は組成物全量全量基準での質量％）でそれぞれ混合して調製した。
【００３２】
〔潤滑油基油〕
ワックスを水素化異性化した基油および溶剤脱蝋基油の混合基油（100℃の動粘度：3.9mm2/s、粘度指数：120）に粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを配合したもの（100℃の動粘度：7.0mm2/s、粘度指数：180）を潤滑油基油として用いた。
【００３３】
〔添加剤〕
○本発明で組み合わせる化合物
Ａ−１；ジブチルホスフェート（Ｘ＝Ｏ，Ｒ１＝Ｒ２＝ブチル基，Ｒ３＝Ｈ）
Ａ−２；ジフェニルホスフェート（Ｘ＝Ｏ，Ｒ１＝Ｒ２＝フェニル基，Ｒ３＝Ｈ）
Ａ−３；トリフェニルホスフェート（Ｘ＝Ｏ，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝フェニル基）
Ａ−４；トリクレジルホスフェート（Ｘ＝Ｏ，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝トリル基）
Ａ−５；トリフェニルチオホスフェート（Ｘ＝Ｓ，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝フェニル基）
Ｂ；ホウ素含有コハク酸イミド（ビスタイプ、ホウ素含有量：元素質量として０．５質量％）
Ｃ；過塩基性Ｃａスルフォネート（TBN：300）
【００３４】
○比較例として組み合わせる化合物
ａ−１；トリラウリルホスファイト
ａ−２；トリフェニルホスファイト
ａ−３；ジブチルホスファイト
ａ−４；ジフェニルホスファイト
ａ−５；トリラウリルトリチオホスファイト
ｂ；ホウ素非含有コハク酸イミド（ビスタイプ）
ｃ；中性Ｃａスルフォネート（TBN：17）
【００３５】
○その他の添加剤
酸化防止剤、腐食防止剤、流動点降下剤、摩擦調整剤からなる群のうち１種又は２種以上選択して組み合わせたもので、全実施例及び比較例にて共通の組成である。
【００３６】
〔評価〕
ASTM D2174に記載のブロックオンリング試験機（ＬＦＷ−１）を用いて、無段変速機油の摩擦係数を測定した。測定結果を表１，２に示す。試験条件は、以下の通りである。この試験における摩擦係数が大きいものほど、金属間摩擦係数が大きいと評価される。
【００３７】
試験条件：
リング：Falex S-10 Test Ring (SAE4620
Steel)
ブロック：Falex H-60 Test Block (SAE01
Steel)
ならし
温度：110℃
荷重：890Nで5分間保持後、1112Nで25分間保持
滑り速度：0.5m/sで5分間保持後、1.0m/sで25分間保持
本試験
温度：110℃
荷重：1112N
滑り速度：1.0, 0.5, 0.25, 0.125, 0.075,
0.025m/sの順で各5分間保持
摩擦係数：滑り速度変更前の30秒間を測定
【００３８】
これらの結果から明らかなように、ホウ素含有コハク酸イミド化合物と過塩基性アルカリ金属系清浄剤に特定のリン化合物（ホスフェート）を配合した実施例１〜６は、リン化合物を配合しない比較例１、ホスフェート以外のリン化合物（ホスファイト）と組み合わせた比較例２〜６、ホウ素非含有コハク酸イミドと組み合わせた比較例７〜９、及び中性Ｃａスルフォネートと組み合わせた比較例１０に比べて滑り速度1.0m/sでの摩擦係数（μ1）が高く、且つ滑り速度0.075m/sでの摩擦係数と1.0m/sでの摩擦係数との比（μ0.075／μ1）が低いことが分かる。
【００３９】
【表１】
2007217596.tif 000006
【００４０】
【表２】
2007217596.tif 000007
【００４１】
【表３】
2007217596.tif 000008